Flujo Uniforme y Vertederos

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

INSTITUTO DE EDUCACIÓN A DISTANCIA

Hidráulica II y Laboratorio

TALLER N. 02

TALLER No. 02 – FLUJO UNIFORME Y MEDIDORES DE CAUDAL

1. El canal trapezoidal que se muestra en la figura está construido en ladrillo (n = 0,0150) y

tiene una pendiente 1:500. a) Determine el caudal si la profundidad normal es de 80 cm. b) Si la superficie del canal es en tierra limpia que se erosiona si la velocidad excede 1.5 m/s ¿Cuál es la profundidad de flujo máxima para que no se produzca erosión en el canal?

2. El canal en forma de triángulo equilátero que se muestra en la figura tiene una pendiente constante S

0 y un coeficiente de fricción n de Manning. Determine el Q

máx y V

máx.

3. cuando hay inundaciones, un canal natural suele consistir en un canal principal profundo más dos zonas laterales inundadas, como se muestra en la figura. Las zonas laterales suelen ser poco profundas y muy revueltas. Si el canal tiene la misma pendiente en todas las partes, ¿Cómo analizaría esta situación para determinar el caudal? Suponga que y

1 = 20 ft, y

2 = 5 ft, b

1 = 40 ft, b

2 = 100 ft, n

1 = 0,020 y n

2 = 0,040, con una pendiente de 0,0002. Determine el caudal

en ft3/s.

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4. Un canal circular de cemento no pulido (n = 0,0140) tiene una pendiente de 1:600 y un diámetro

de 5 pies. Estime la profundidad normal en galones por minuto para el cual el esfuerzo cortante medio en la pared es de 0.15 lbs/ft

2, y compare el resultado con el máximo caudal posible para

este canal. 5. Un canal rectangular de ladrillos (n

= 0,0150) con So=0,002 es diseñado para llevar 230 ft3/s de

agua en condiciones de movimiento uniforme. Hay una discusión sobre si la anchura del canal debería ser de 4 u 8 ft. ¿Cuál de los diseños requiere menos ladrillos? ¿en qué porcentaje? 6. ¿Cuál es la sección hidráulicamente optima para un canal de acero ribeteado (n

= 0,0150) que

lleve un caudal de 4.8 m3/s y tenga una pendiente de 1:900?

7. un acueducto trapezoidal con b = 5,00 m y α = 40º transporta una corriente normal de agua de 60 m3/s y = 3,2 m. Si la superficie es de tejas de arcilla (n = 0.014.), determine cuál es la pendiente necesaria en m/km.

8. Un canal en forma de V hecho de tejas de arcilla (n = 0,0140) tiene un ángulo de 70° y transporta

8.5 m3/s de agua. Estime la profundidad crítica y la pendiente crítica si el movimiento es uniforme.

9. En la figura se muestra un canal rectangular con un vertedero en V n su interior. La intención es medir el caudal de 2,0 a 6,0 m3/s mediante un limnímetro de punta y gancho aguas arriba para medir los calados del agua entre 2,0 y 2,75 m. ¿Cuáles son los valores más apropiados para la altura Y y el semiángulo α del vertedero.






10. un vertedero en un canal horizontal tiene 1 m de alto y 4 m de ancho. La profundidad del agua aguas arriba es de 1,6 m. Estime el caudal si el vertedero es a) de pared delgada y b) de cemento no pulido, pared gruesa con borde redondeado y una ancha cresta de 1,20 m de longitud (la rugosidad media del cemento no pulido es ε = 2,4 mm



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